一、設備概述
1.1 、主要技術指標
建設一臺內部高度不低于 2.5 米、面積約 20平方米的密閉訓練方艙，墻體不少于1側設置可透視窗(共不小于2平方米)和不少于2個出入口，艙外可與內部進行電子信息聯系(具備視頻、通話、文字功能)，內設移動式基礎力量、速度、耐力、柔韌、靈敏類體能訓練設備及基礎生理指標采集儀器，能采集、分析訓練、生理數據并即時指導體能訓練，可承訓不少于一個建制步兵班的人員（10人）在不同溫度不同氣壓、不同濕度、不同音噪等復雜特殊環境下進行體能訓練。
風速：≤40m/s（變頻可控）。出風口尺寸：直徑800mm。
溫度范圍：-40℃~60℃。
1.2、主要功能作用
1.3、特殊環境模擬:
環境視頻音頻仿真功能，模擬風聲、水流聲、蟲鳴鳥叫聲、雨聲、雷聲等特殊環境中的常見聲音;環境嗅感仿真功能，仿真一種或多種混合嗅感，包含味硝煙味、尸臭味、樹葉腐爛變質味、海腥
味等;環境觸感仿真功能，仿真相應的風力體感、濕度體感、氣味體感等。模擬風(1~8級)、冷(-10~0℃)、熱(0~40℃)、氧濃度變化。
二、設備組成
2.1、方艙
2.2、特殊環境模擬
2.3、體能訓練與放松
2.4、數據采集分析
三、方艙
采用現場拼裝式結構；
試驗箱箱體采用冷庫保溫板拼裝式結構；
庫板拼裝處為凹凸形，掛鉤鏈接，打上密封膠，*使用密封條密封，以保證良好的密封性。
3.1、箱體材料
內箱材質：SUS304不銹鋼，1mm厚。使用精密激光切割設備切割及數控折床彎折成型，再用氬弧焊接，打磨拋光制作而成。
內部裝修材料采用航空鋁板，1mm厚，顏色可以自由搭配。
部裝飾墻面：外箱材質：航空鋁板，1mm厚，外觀白色。使用精密激光切割設備切割及數控折床彎折成型，再用氬弧焊接進行焊接、打磨拋光制作成；鋼板表面進行整體酸洗除銹后，表面高溫烤漆處理，與通常的外表噴涂處理相比外觀更加美觀大方及增強了其防腐防生銹性能；
3.2、保溫材料
保溫材質：聚氨酯發泡（添加阻燃劑）(保溫層厚 100 mm)。
密度40kg/m3，導熱系數0.024W/㎡/℃，防火等級B1級。
聚氨酯泡沫是以異氰酸酯和聚醚為主要原料發泡劑、催化劑、阻燃劑等多種助劑，通過專用設備混合經過高壓100kg打壓發泡而成的高分子保溫材料，發泡密度高承重保溫性能更好。
3.3、內部循環風道
箱體內設計隔離不銹鋼壁板，隔離出單個空間，作為循環風道，起到空氣調節作用。
循環風道內包含：蒸發器、加熱器、加濕口、循環風機（離心式風機，長軸外置電機驅動）、出風口、進風口。
原理：循環空氣在循環風道內調和好溫度，通過頂部出風口，風均勻的從頂部吹出，散發到測試空間，再從底部回風口回流至循環風道內，形成閉環風循環。從而達到均勻的控制溫度的目的。
循環風機位于設備試驗箱頂部。
3.4、底板
地面：厚度3mm的SUS304防滑花紋不銹鋼板。
單位均布承重能力：≥500kg/m2（均勻負載）。
組成：從下到上分別為外壁板、保溫層（內含不銹鋼支撐）、防滑不銹鋼板。
外壁板：同庫板。保溫隔熱層：厚度200mm
防滑鋼板：厚度3mm，不銹鋼花紋鋼板，有防滑、防銹，同時也有分散重力的作用。
地板排水設計：
地板四周設置有排水溝及地漏，防止艙內冷凝水積聚。
兩個地漏在設備底板拐角處，排水溝在設備立板壁面處
具有工作室冷凝水和機組凝結水的引出孔（冷凝出水孔），溢流孔，以便于冷凝水的流出；工作室排水溝水以及機組底部接水盤的水均可流出。
3.5、箱門
手動鉸鏈門，機械鎖，每扇門開一個觀察窗。
門洞尺寸：2000mm（W）×2000mm（H）
大門材料、厚度、顏色同箱體庫板一致，強度可靠，不易變形，外觀白色。
密封：硅膠條密封。大門內側邊沿設置兩道硅橡膠密封條。倉門嚴密無泄漏，隔熱隔音。
門框內嵌加熱絲，防止外部結霜凝露，系統自動開啟電熱裝置除霜功能。
安全大門，內外均可打開。
3.6、觀察窗
面積：≥1000mm×2000mm。
數量：1個，設置于艙體。
多層導電膜鋼化中空防爆玻璃 (即在外動玻璃表面噴涂導電發熱材料，經高溫燒結后固化，通電后即后產生熱能），當工作室溫度低于環境溫度時系統自動開啟觀察窗除霧功能，保證可清晰觀察。
3.7、照明
內部設置防爆照明LED燈，保證艙內照明亮度；
控制開關在箱體外部控制面板上及艙內開關，具有延時自動關閉功能。
四、特殊環境模擬
4.1、加熱系統
采用電加熱絲P.I.D加熱。
原理 | 應用寬帶壓迫平衡調溫系統，通過快速收斂的PID自適應算法實現溫度的快速控制。為實現溫度的快速收斂，我公司自助開發了專用的、適用于本公司的PID自適應算法，該控制方式在控制過程中根據溫度情況不斷修正控制，達到收劍快，溫度過沖小，穩定性高的控制目的。 |
加熱器 | 采用裸露的螺旋鎳鉻加熱絲和絕緣陶瓷支架制作加熱器，表面負荷小，具有控溫靈敏、溫度滯后小的特點。 |
執行元件 | SSR，固態繼電器進行無觸點過零觸發驅動加熱器工作，無接觸火花和噪音，使用壽命長。 |
加熱子系統校核計算 | 功率的計算選擇應考慮以下三條： a.從初始狀態，按規定時間要求實現加熱介質至設定溫度(工作溫度); b.在工況條件下，發熱量足以維持介質溫度; c.應有一定的安全裕度，一般取1.2； d.從第a）、b）條選擇功率的較大者，乘以安全裕度就是應選的功率。 P 其中1.2為系統設計余量 |
4.2、制冷系統
采用壓縮機組制冷。
制冷方式 | 為了保證降溫速率和*溫度的要求，本試驗室采用一套單級制冷系統，熱量交換通過蒸發冷凝器實現。 |
制冷組成 | 制冷系統包括冷凝器、蒸發器、壓縮機、冷卻設備等 |
壓縮機工作原理 | 壓縮機吸入從蒸發器出來的較低壓力的介質，使之壓力升高后送入冷凝器，在冷凝器中冷凝成壓力較高的液體，經膨脹閥，成為壓力較低的液體后，送入蒸發器，在蒸發器中吸熱蒸發而成為壓力較低的介質，再送入壓縮機的入口，從而完成制冷循環。 |
制冷壓縮機 | 采用的德國比澤爾壓縮機。 各機組為獨立制冷方式，壓縮機組方便拆卸和維修。 具有溫度、壓力高低警告和報警功能、具有調整并合理分配壓縮機運行時間功能、壓縮機具有不同比例的加載模式功能、合理分配進回氣管路，做到對稱、均衡； 壓縮機電機可直接啟動，并具有過載保護功能； 壓縮機具有油箱加熱器、干燥過濾器、手動閥門、壓力調節器和制冷劑視鏡。油氣分離器，其上需配備玻璃視窗，便于觀察油位； 壓縮機底部有接水盤，能夠將結霜產生的凝露水收集起來，與排水相連。 |
制冷系統管路 | 易耗件采用易維護維修設計，充分考慮檢修空間。 |
蒸發器 | 翅片式蒸發器。 |
換熱裝置 | 采用高效釬焊板式換熱器。 |
冷卻方式 | 風冷。 |
冷凝器 | 風冷冷凝器 |
壓縮機冷凝水 | 壓縮機系統及冷凝管路全部配置承水托盤，排水口處放置接水盒 |
節流裝置 | 熱力膨脹閥、加厚毛細管 |
全進口制冷配件 | |
油分離器 | 將壓縮機排出的高溫高壓制冷劑氣體混有的冷凍油滴分離下來，并返回到壓縮機曲軌腔供壓縮機潤滑和降溫用 |
干燥過濾器 | 吸收制冷系統制冷劑中的殘留水分、酸性物質，和過濾掉系統中的固休雜質顆粒、銅削等，保護膨脹閥和毛細管的正常工作，不至于發 生冰堵和臟堵 |
制冷劑 | 采用臭氧耗損指數為0的環保制冷劑R404a/R23 HFC型非共沸環保制冷劑，一級制冷機組采用 R404A。 |
減震、降噪 | 帶彈簧減震墊。 機組架：采用鋼板整體成型，減少拼接及焊樓點，避免共振的發生。機組室：采用蜂窩狀的特種消音海綿吸音。 |
4.3、濕度系統
采用電熱不銹鋼加熱器蒸汽加濕。
冷凍除濕方式，蒸發器冷凝除濕。配備凈水器過濾加濕用水。
原理 | 采用蒸汽加濕法，將水從水箱抽到加濕鍋爐，中間用水位杯控制加濕鍋爐水位，將低壓蒸汽注入艙內，實現加濕。 采用機械制冷除濕，將蒸發器冷卻到漏點溫度以下，使大于飽和含濕量的水蒸氣凝結析出，從而降低濕度，P.I.D控制加濕量達到所需要的濕度。 |
組成 | 通過箱內傳感器實時監測濕度，反饋至控制系統，控制加濕子系統，實現設定濕度； 水箱位置有透明水位顯示，有手動加水口； 水質：純凈水。 水位杯有浮球控制自動注水。 |
供水 | 直接采用自來水供水。設備內部安裝RO純水機對自來水進行水源過濾和軟化，以確保經過處理后的水滿足國家加濕用水（電阻率≥500Ω·m）的要求。 純水機為RO膜逆滲透工作原理，RO膜可定期進行反沖再生。過濾軟化后的純凈水自動送入加濕系統進行使用。 |
安全保障 | 防干燒保護、斷水保護器、水位自動控制器、自動上水系統。 |
4.4、吹風系統
配備單獨變頻風機，模擬吹風，通過變頻器控制風速（1~8級風）。
4.5、氧濃度系統
采用制氧機與制氮機產生氧氣與氮氣，配合氧濃度傳感器和氮氣濃度傳感器，實時監測與控制艙內氧氣濃度。
4.5.1制氧設備
供氧量：制氧量10m3/h，含氧濃度93%±3%，供氧壓力0.3MPa。
制氧機基本參數一覽表
PSA制氧機 | ||
項目名稱 | 技術參數 | 備注 |
型號 | CAPO-10 | 中成航宇變壓吸附（PSA）制氧機 |
氧氣產量 | 10m3/h | |
氧氣純度 | 93%±3% | |
出口供氣壓力 | 0.1-0.4Mpa | 表壓，可調 |
制氮機基本參數一覽表
PSA制氮機 | ||
項目名稱 | 技術參數 | 備注 |
型號 | CAPN HP-50 | 中成航宇變壓吸附（PSA）制氮機 |
氮氣產量 | 200m3/h | |
氮氣純度 | ≥95% | 國標中規定的非氧含量，既氧含量≤5% |
出口供氣壓力 | 0.1-0.6Mpa | 表壓，可調 |
4.6、聲音仿真功能
作用：可模擬風聲、水流聲、蟲鳴鳥叫聲、雨聲、雷聲等特殊環境中的常見聲音。
在艙內四角安裝音響系統，可通過控制系統輸入不同聲音播放。
4.7、嗅感仿真功能
作用：仿真一種或多種混合嗅感，包含味硝煙味、尸臭味、樹葉腐爛變質味、海腥味等；
通過釋放仿真味道源，實現所模擬的味道。
4.8、視頻仿真功能
可配合音頻及嗅感，顯示所模擬場景的畫面如雷雨、沙漠等等。
在艙內四周墻壁設置顯示器。可隨時播放所需的畫面，或根據音頻或嗅感，自動變換畫面。
4.9、VR戰場訓練集成系統
配備VR系統，可通過vr進行多種戰場場景模擬訓練，可以訓練戰士適應各種環境，提升戰士在各種環境中的心里和生理情況的適應性。
2.1.3.11.1 降雨系統
可實現4小時累計降雨量劃分為小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨和特大暴雨六個等級，降雨等級劃分見下表：
降雨等級劃分=單位：mm
降雨等級 | 小雨 | 中雨 | 大雨 | 暴雨 | 大暴雨 | 特大暴雨 |
24小時 降雨量 | 0.1～9.9 | 10～24.9 | 25～49.9 | 50～99.9 | 100～250 | ＞250 |
12小時 降雨量 | 0.1～4.9 | 5～14.9 | 15～29.9 | 30～69.9 | 70～140 | ＞140 |
五、體能訓練與放松
5.1、訓練
主要用于對參訓人員訓練期間的身體生理心理有關指標進行監控，可顯示心率、呼吸率、血氧飽和度、血壓、體溫等數據趨勢圖，可實現數據的實時監測、報警、分析；可進行心率失常、心率變異性分析，進行血氧飽和度、血壓等趨勢分析，可打印報告。一套監測系統可同時運行十套傳感器裝置。
六、數據采集分析 攝像監控
實時監控艙內情況并保存錄像，隨時查看記錄。
組成：由艙內攝像頭和艙外監控設備組成。能夠在電腦上進行圖像顯示、錄像存儲等功能；
七、控制系統
作用：用于試驗室設備控制。包括硬件系統和軟件系統兩部分。
收集儲存數據，發布命令，集成控制系統。
7.1、硬件系統
組成：PLC控制系統，工業控制計算機。
控制器 | 偉思自主研發10寸真彩顯示屏幕。PLC+觸摸屏控制器+工控機控制系統等。 可實時監控設備運行狀態、電容觸摸屏控制器、操作方便、反應靈敏 控制精度高等優點。 |
配電柜 | （1）開關柜由完整的電器部分組成，包含保險絲，熔斷保護，開關控制和其他常規元件， 主要電氣元件如總線模塊，電源模塊，變壓器，繼電器，控制器等。 （2）配電柜接線和電氣系統由新技術來設計并嚴格遵照安全規程進行安裝和材料選取， 并符合國內電氣相關規定。 （3）電氣接地監控，符合國內電氣相關標準要求。 （4）電量計量：電器柜內增加智能電表，電表有通訊功能，可以讀取耗電量數據。 |
7.2、軟件系統
人機界面 | 采用二維視角表征（形象地表征環境倉內所有設備、管路、電氣等，查看及設置），可分各個子系統實時顯示環境倉及各設備運行指標參數：包含但不限于風速、溫度、濕度、流量等指標參數項； |
通訊及遠程控制 | 開放協議，可與測試臺架主控軟件集成兼容，實現與電機或系統同步控制、數據采集、通訊、聯動報警與記錄； |
節能優勢 | 節能優勢：區別于冷熱平衡恒溫方式，采用的熱氣旁通調節技術，可以實現制冷輸出的無級調節，低溫恒溫無需開啟加熱系統。可以顯著的提高制冷系統的效率，節能降耗。 |
畫面顯示功能 | .溫濕度設定(SV)實際(PV)值直接顯示 .可顯示執行程序號碼,段次,剩余時間及循環次數, 運轉時間顯示 .程序編輯以及圖形曲線顯示 .具單獨程序編輯畫面,每頁可輸入4個段次溫濕度,時間 .定點或程序動作狀態顯示 .語言轉換可以切換中文/英文 設備具有年、月、日及時間顯示，設備總的運行時間（0～99999小時、不可復零）、程序段運行時間顯示。可查看實時運行曲線。 |
程序容量及 控制功能 | 可使用的程序量:*120組,1個程序可由1~100段次組合而成，可使用的記憶容量:1200 SEGMENTS，可重復執行命令:每一個命令可達999次；程序斜率設定可由時間軸來設定，程序間每段*可設定99小時99分鐘，最小一分鐘，可設定聯結使用； .具有編輯,清除,插入等功能，4組時間信號輸出控制(可控制待測物ON/OFF動作)，具有9組PID參數設定，程序執行中具有跳段,保持功能；熒幕可作背光調整,可設定背光時間；熒幕顯示保護功能可做定時或手動關閉設定；程序復制,COPY, 連接功能,編輯實驗標題等程序編輯功能； .PID自動演算和FUZZY控制功能；具有斷電程序記憶,復電后自動啟動并接續執行程序功能；具有預約啟動及關機功能；具有日期,時間調整功能；按鍵及畫面鎖定(LOCK)功能 |
接口 | 1、控制器接口：10M/100M以太網絡接口、USB2.0（或以上）接口；接口：RS232接口、RS485接口。 2、USB接口：用戶可通過U盤對環境箱歷史數據進行拷貝 |
網絡接口 | 試驗系統（設備）需具有網絡接口。用于對試驗系統（設備）實時監控和數據采集。網絡 接口滿足如下協議：設備需提供以太網或串口端口，免費開放系統訪問端口的通訊協議，不需 要單獨額外增加硬件設備，并允許第三方調用、讀取檢測數據結果。 |
SD存儲卡 | 用于存儲試驗資料及試驗曲線，標準存儲量為2G,可擴充至4G |
自動化 | 設備運行自動化程度高，只須設置目標溫濕度或預設設備運行程序，啟動運行按鈕后系統可自動判斷是否開啟制冷機組及其數量、加熱器，同時自動對加熱、制冷輸出量進行調節，無須過多操作或監控，可得到理想的試驗過程曲線。PID分區和自動整定。 |
設定方式 | 中/英文界面、觸摸式輸入 |
運行方式 | 程序方式 / 定值方式 |
斷電記憶功能 | 可設定斷電恢復模式為：熱起/冷起/停止 |
預約開機功能 | 可隨意設定開機時間，打開電源后時間到機臺自動運行 |
曲線記錄功能 | 具有帶電池保護的RAM，可保存設備的設定值、采樣值及采樣時刻的時間；*記錄時間為60天。 |
數據記錄 | 可保存溫濕度、光照、風速等數據，可自動存儲數據；可隨時調取查詢所存儲記錄中某一時段的數據，可用EXCEL等軟件可以直接打開處理。 試驗過程可記錄、存儲、可回放和編輯處理，即對試驗中所采集的數據（溫度、濕度等）能夠實時顯示、存盤，可實時操作、監測、超差報警，控制環境艙安全有效運行。輸出文件應能在Microsoft Office或Microsoft Access系列軟件中進行編輯和處理； |
故障信息 | 設備出現故障時自動報警并切斷電源，在控制器上顯示出現的故障、可能原因分析。 |
超溫保護器 | 數字型可調超溫保護器×1：帶獨立報警溫度傳感器 |
安全&保護 | 1) 主、控電路獨立短路和過流保護 2) 過溫和低溫保護 3) 加熱器超溫保護 4) 風機過流保護 5) 壓縮機超壓保護 6) 壓縮機過熱保護 7) 壓縮機過流保護 8) 壓縮機缺油保護 9) 加濕器缺水保護 10) 加濕器過熱保護 11) 急停開關 |
報警 | 在環境箱或電控柜上醒目位置至少安裝1套三色LED指示燈，分別對應運行、停止、報警三種狀態，報警狀態同時提供警鈴聲音。 |
